下の式では速度を上げると質量が増加しますがこれは静止質量が速度を上げた時の質量増加分を考えてみました。下の式では光速になると確かに質量は無限大になりますがこれは速度が光速の時の質量でエネルギーはゼロになります。私も光速になるとエネルギーがゼロになるとはこの式を見てみるまで信じられませんでした。
質量はエネルギーに転嫁するということはわかりましたが光速になると質量が無限大になるとエネルギーも無限大になるという人もいますがエネルギーが無限大になるという人の説は信じられません。私は下の式に静止質量が速度を上げると質量が増加することを入れて計算しました。
もし質量が光速で無限大になりエネルギーが無限大になるとどういう現象になりますか?!。
A 回答 (6件)
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No.6
- 回答日時:
> 静止質量が速度を上げた時の質量増加
そういうヨタが書いてある「啓蒙書」は確かに多いですね。しかし質量が増えたりはしません。
もし質量が増えるんだったら、うんと速く飛ぶものはブラックホールになっちゃう。ところが、それを別の慣性系から観測すると、ブラックホールにはならない。矛盾してますよね。観測者によって現象が違うんでは「相対性」が成り立っていないことになります。
このヨタの元ネタは、特殊相対性理論が出たばっかりのころに、その性質を説明するために使われた「アインシュタイン博士によれば、速く動くものは加速するのに必要な力が大きくなるという。つまり、ニュートン力学で考えるとあたかも質量が大きくなったかのようである。ただし、速度と同じ方向に力をかける場合と、それとは垂直に力をかける場合とでは加速するのに必要な力が違うんで、前者を<縦質量>、後者を<横質量>と呼んでみる」という話。特殊相対性理論をニュートン力学で無理やり解釈すると変なことが起こっちゃうんですよ、と(当たり前のことを)言っているに過ぎません。
まとめますと、一般に
(1) ニュートン力学に従った計算を光速に近いところまで外挿すると、現実の物理と合わない。
(2) 特殊相対性理論に従った計算をすれば、光速に近いところでも現実の物理と合う。
(3) これらをごっちゃまぜにして議論すると、ナンセンスになる。
No.5
- 回答日時:
質量がvの関数γmとなるような
奇妙な物体のエネルギーをニュートンカ学的に
速度vからcまで引き上げるためのエネルギーは
e=積分[v=0~c]γm・dv/dt・vdt=mc^2
と、発散しないことを示したのは面白いと思うよ。
#不定積分の符号が間違ってるし、定積分しないと
#エネルギーは求まらないので、よく考えよう。
よくある、質量が無限大に発散するから、光速には
たどり着けないという議論は、そんな単純な話では
無いことがよくわかる。良い点は突いていると思う。
但し、相対論的質量はこの場合、縦質量を使うべき。
γmじゃなくてγ^3mだ。
No.4
- 回答日時:
うーん、なにを計算しているのかよくわかりませんが・・・・・
この世の現象に無限大はありません。エネルギー無限大が計算上出れば、それはあり得ない。その考察によって、実際の現象が解明されれていくのが物理です。
鉄の温度の秘密を解明しようとた量子論の始まりもそうでした。
朝永振一郎先生の、繰り込みによる、無限大の実験値への置き換えで、素粒子の振る舞いも計算できますね。
>光速になると質量が無限大になるとエネルギーも無限大になるという人もいますがエネルギーが無限大になるという人の説は
こんな説はありません。
光速にするには無限にエネルギーが必要。そんなことは現実世界にはないので、質量をもった物質には、限界の速度があるのだ・・・
ということです。
No.3
- 回答日時:
ただ、式を並べてもしようがありませんよ。
上の式は 運動方程式 mdv/dt=F と 運動エネルギーTを dT/dt=F・v と定義して
求めたものです。
だから、まず、相対論の運動方程式 d(mv)=F, m=m₀/√(1-v²/c²) から計算するのです。
上の式はたまたま、形が合っているだけ、下の式は何の意味もありません(マイナス
も抜けているし)。
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